基于ARM的超声波液位计的研制

发布时间：2017-04-14 22:01

  本文关键词：基于ARM的超声波液位计的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 液位是工业生产中常见的测量参数,化工、石油、污水处理等各类工厂企业都要进行液位测量。目前,液位检测技术飞速发展,新的液位测量仪表量程大、精度高、功能全,我国新型液位仪表大多依靠进口。由于超声波测量液位具有非接触测量、可测低温介质、能够定点和连续测量等优点,近年来,超声液位测量技术取得了长足的进步,已成功应用于江河水位、化学和制药工业、食品加工、罐装液位等多种领域。 本文研制的是基于ARM的超声波液位计。传统的超声波液位计一般使用8位的单片机作处理器,采用电子元件捕捉到超声波回波信号后产生中断,判断超声波的传播时间。本文提出了使用32位ARM芯片做处理器,采用数字信号处理的方法来判断超声波传播时间的设计方案。 本文使用高性能的ARM7TDMI-S内核的芯片LPC2119作为系统的运算控制器,加强了系统对超声波回波信号的处理能力;使用A/D转换器将回波信号转换为数字信号,采用数字滤波处理信号,利用数值处理来判断超声波回波信号的起始点,提高了液位的测量精度;采用单换能器收发一体式电路设计,简化了液位的计算;利用LPC2119芯片内部的CAN总线控制器设计了CAN总线通信接口;选用一线式数字温度传感器DS18B20进行温度补偿,避免了由于环境温度的变化而产生的测量误差。ARM芯片丰富的内部资源和I/O口线有利于今后扩展功能,升级系统。本超声波液位计使用方便,精度高,能满足工业生产中的要求。
【关键词】：ARM处理器 液位 超声波 数字滤波 CAN总线
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH816
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 前言10
• 1.2 国内外液位计的现状及其发展趋势10-14
• 1.2.1 国外液位计的现状11-12
• 1.2.2 国内液位计的现状12-13
• 1.2.3 液位计的发展趋势13-14
• 1.3 本课题研究的主要内容14-15
• 第二章 超声波液位计的测量原理15-22
• 2.1 超声波15-17
• 2.2 超声波换能器17-20
• 2.2.1 超声波换能器的基本结构和工作原理17-19
• 2.2.2 超声波换能器的主要参数19
• 2.2.3 T/R40超声波换能器19-20
• 2.3 超声波测距原理20-22
• 第三章 基于ARM的超声波液位计的总体设计22-25
• 3.1 设计思想22
• 3.2 处理器的选择22-25
• 3.2.1 ARM简介23
• 3.2.2 LPC211923-25
• 第四章 系统硬件设计25-45
• 4.1 系统硬件框图25
• 4.2 系统电路25-30
• 4.2.1 ARM处理器模块25-27
• 4.2.2 电源电路设计27-28
• 4.2.3 复位电路设计28-29
• 4.2.4 时钟电路设计29-30
• 4.3 超声波发射、接收电路30-34
• 4.3.1 超声波收发一体式电路及放大电路设计30-33
• 4.3.2 A/D转换电路设计33-34
• 4.4 温度补偿电路34-36
• 4.5 显示、键盘电路36-39
• 4.5.1 显示电路设计36-37
• 4.5.2 键盘电路设计37-39
• 4.6 串行通信接口电路39-40
• 4.7 CAN总线接口电路40-44
• 4.7.1 CAN总线40-42
• 4.7.2 CAN总线控制器LPC211942
• 4.7.3 CAN总线收发器PCA82C25042-43
• 4.7.4 CAN总线接口电路设计43-44
• 4.8 JTAG接口电路44-45
• 第五章 系统软件设计45-63
• 5.1 ADS1.2集成开发环境简介45-46
• 5.2 LPC2119的启动代码46-50
• 5.3 系统程序设计50-63
• 5.3.1 主程序50-51
• 5.3.2 超声波发送程序51-52
• 5.3.3 回波信号处理程序52-56
• 5.3.4 温度补偿程序56-58
• 5.3.5 显示、键盘程序58-60
• 5.3.6 CAN总线通信程序60-63
• 第六章 结论与展望63-64
• 参考文献64-66
• 致谢66-67
• 攻读学位期间发表的学术论文清单67

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 朱新才;基于S3C2440的烤房自动控制系统的研究[D];西华大学;2011年

2 么启;明渠液位声学测量及嵌入式DSP实现方法研究[D];沈阳航空航天大学;2012年

3 刘伟佳;导波雷达液位计信号处理模块设计[D];电子科技大学;2010年

4 韩建坤;液位检测标准装置的设计[D];辽宁石油化工大学;2012年

5 魏平姣;水流量测量中的声信号处理及数据传输研究[D];沈阳航空航天大学;2013年

6 刘艳杰;带嵌入式Linux系统的断路器智能脱扣器的设计[D];河北工业大学;2012年

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本文编号：306920